建筑哲学：优化而非复制

在传统台式频谱仪设计方案基础上，通过改变基础设计架构并做整体系统优化，Signal Hound从根本上改变了

高性能频谱仪分析系统的高成本和灵活性。

USB3.0接口将一个小巧的高性能频谱仪连接到主机上，通过灵活频谱分析软件，这套开放的解决方案使得整个系统

可为专门的应用做各种所需的优化。

正如后面部分要讨论的那样，这使得所有的系统配置都会在性能，特点和成本上得到最大平衡，并且软件、硬件都很

容易升级以适应新的需求，而不需要从新替换整个系统。

性能

对于任何频谱仪的首先要求是可以处理所需的频率范围，分辨率带宽，扫描速度和能完成测试或者分析任务的

所需精度，这是必要条件。

第一代的BB60A在市场备受好评，现在Signal Hound BB系列进入了第二代，在实际中的应用也证明了BB系列

完全胜任。新的BB60C产品比BB60A做的更好： SFDR典型值提高了20dB，拉平了全频段噪底，提供了温度扩

展型号（-40℃到+65℃），并将I/Q数据带宽扩展到从250KHz到27MHz可变。BB60C提供了27MHz的瞬时带

宽和24GHz/s的扫描速度。

通过75%的快速傅里叶变化（FFT）重叠，整个27M的瞬时带宽内实现无缝频谱分析，这意味着每个数字采样点

将被包含在4次FFT中，这种工作模式下，只要信号幅度足够，落在瞬时带宽内的任意短的信号都会被显示出来。

如果需要显示最大幅度，这个信号必须能持续完成一次FFT，对于631KHz分辨率带宽，这将需要4us，这样即使

1us的脉冲，幅度显示上也就衰减2到3dB而已。

对于一些困难的外场频谱分析应用，比如间歇性的干扰搜索来说，这样的系统就会是一个很好的选择。传统的频谱仪

只能显示出落在RBW内的干扰信号，使得识别和量化干扰非常困难。一个实时频谱仪如BB60C，可以同时处理数以千

种的分辨率带宽，使得干扰搜索变得简单。识别和分析跳频的扩频信号对于传统频谱仪来说也是一个挑战，因为传统频

谱仪只能捕捉跳频信号中的一小部分。BB60C能同时分析整个从902MHz到928MHz的ISM频段，也能在约4ms内完成

从2400MHz到2475MHz的扫描，这将大大简化跳频信号的分析过程。这可从下面的BB60C接收到的蓝牙信号图中看出。

经济性

这套方案的第二个重要目标就是提供一套经济型系统总体方案，以打破传统台式频谱分析仪的价格障碍，从而为更多的

外场应用创造新的机会，部署更经济性的远程方案。

将BB60C连上电脑，用电脑完成信号处理的功能，这种模块化的方案消除了传统频谱仪里面的一大块成本（和利润）。

传统频谱仪系统的设计是依赖于仪器中定制的FPGA去完成信号处理的，这块大大增加了成本。那些性能足以完成信号

处理任务需求的FPGA每个需要$250-$1000的成本，而放在系统内至少要增值400%，这将会使得台式频谱仪每台增

加$4000的价格。额外的硬件外设也会增加整体成本，比如显示器，电源，处理器，键盘和内部存储器。在系统成本

中，厂家还需要分摊熟练FPGA工程师们的高昂费用，去开发、支持和升级信号处理算法。

所有这些因素使得传统台式频谱仪的价格高达$15,000- $40,000的范围，然而依然需要与计算机接口去实现和报告

自动测试任务。与此相反，Signal Hound的方案低于$3,000，包含了成熟的API和开源的频谱分析软件。只要用合

适的Windows版的PC，安装上应用软件，就是一套完整的方案用以部署。

可用性和便携性

BB60C小巧的设计便于携带，净重仅仅0.5kg，尺寸219mm x 81mm x 30mm。由于其通过USB3.0接口从电脑取电，

也不需要额外的电源和电源线，极大的降低了空间和配件要求。

BB60C正是为灵活部署而设计的，典型的应用场景可以将它和相连的PC放到一个IP67型（防水防尘）的机箱内，安装

到杆子上或屋檐下，也可将PC机和BB60C放到大厦的阁楼里、小空间、或配线箱里。如果是一个流动的外场技术员使

用，也可以将系统包裹到一个结实的公文包类的包装中，方便很快地搭起系统，在任何地点都可以使用，或简单的把

BB60C扎扣在电脑或者平板的背面。

连接

系统可以通过PC机的以太网口连接到网络上或者后端资源，用以支持全范围的通信，数据上传、软件更新和其他系

统管理任务。给BB60C配任何一个带有Intel vPro技术的计算机，不管是高性能的台式计算机还是紧凑的NUC，整个

系统即可实现远程管理，包括开机和系统运行。Intel的vPro技术让以太网口一直上电，即使计算机关机了，这使得

下面的功能可以通过网络执行：

远程重启计算机--开机或者关机

远程管理软件升级（包括重启操作）

计算机或者BB60C死机或锁定时远程实现系统恢复

扩展性

Signal Hound方案中一个重要的改变格局的地方就是基于windows的开源频谱分析软件，这让工程师能快速的

使用起来BB60C的全部功能。

集成软件支持传统的控制方式，比如频率扫宽、中心频点、起始和截止频率，分辨率带宽，视频带宽，参考电平，

可配置的迹线以及频标。利用OpenGL去平衡现代电脑的GPU加速功能从而丰富地显示二维和三维的频谱瀑布图

以及实时余辉模式，增加用户体验，让信号识别变得更简单。

成熟的API结合开源的标准频谱分析软件，让用户能很容易的开发自己的程序和频谱仪一起实现想要的功能，从

而可以让客户很方便的扩展系统能力。详细文档描述的API是用C/C++写的，可以触发后记录信号、实时分析

和数据采集。编程者可以利用开源软件来定制开发程序，也可以完全开发自己的程序。

实际应用中的好处和例子

客户体验反应Signal Hound的模块化方案主要在两个方面有优势：1）降低成本和 2）以前不可能达到的可扩展

能力。大多用户都非常喜欢这两个好处。

降低频谱分析成本

对于很多公司来说，可以将每台频谱仪的成本降低5到10倍已经是个充足的理由去做更换了。用$3K加上计算机的

钱完成的一套系统对比一个$15-$40K的传统台式频谱仪，资金付出和投资回报是非常引人注目的。事实上，有些

公司已经开始算这笔账了，用同样的资金支出只能买一台传统台式频谱仪，但是如果买BB60C则可以把他们的整个

实验室或者产线地板上都铺满。作为回报，他们将得到极高的投资回报率，和不会过时的产品，你可以通过升级软

件更新频谱仪模块，也可以在任何需要的时候更改计算机配置（硬盘大小，网络接口速度等）。

对于远程部署方案，经济的成本使得在外场部署远程系统成为可能，传统台式频谱仪的价格是阻止这种部署的直接

原因。这意味着通讯服务商可以非常经济的将这种高性能的嵌入式频谱管理系统放到他们的基础设施中，从而消除

技术员开工程车去外场检测的成本和时间耽搁，而且同时提高服务的可靠性和客户满意度。

模块外的扩展性

这套新的开放式频谱分析系统还在另一个方向打破了传统方案，它能提供扩展性很强的平台以设计客户量身定制的

频谱分析应用。在自带的基础分析软件的基础上，一些特殊应用的公司可以很容易地将其扩展，满足他们独特的需求。

由于API有详尽的文档，可用C/C++编程，因此熟悉行业标准的软件工程师都可以容易地设计、部署和维护何形式的

定制功能。

可扩展性在如今快速变化的无线通信领域是非常重要的，因为现在的公司部署的远程控制方案，需要日后很容易的去

远程更新软件以满足新的需求。

软件定制对于设计特殊的频谱分析功能，像在外场部署隐蔽信号分析平台和政府的频谱监控规划系统这样的应用，

也是很重要的一个考虑因素。在这些例子中，频谱分析程序经常需要用一些复杂的算法去发现、分析和“追捕”那

些特殊的感兴趣的信号，这就需要在远程计算机上的软件非常完善地和频谱分析功能集成在一起。

写在最后

如今全球分散的、多种多样的信号管理需求已经使得过去传统型台式频谱仪难以胜任，频谱管理应用已经远离实

验室，并正在将传统实验室设备抛在身后。这些应用急需一个新的频谱分析系统设计方案。

正如Signal Hound BB系列所体现的优势，这个新的设计方案，优化了前端的频谱分析和射频采集功能，可用

标准Windows的PC机环境结合经济型的频谱仪模块，组合成一套非台式机式完整的经济型解决方案。最终可以

让任何现有的频谱管理应用，只需花传统频谱仪分析方案中的很小的一部分成本，就能过渡到这套新的方案平台。

关于Signal Hound公司

Signal Hound公司由Test Equipment Plus (TEP)建于1996年，公司的理念是向客户提供高质量的经济型二手

测试测量设备，以保持公司成长并形成忠心的客户。2006年，TEP扩大了他们的专注领域，开始设计和生产彩

色LCD显示器的翻新工具，来解决已经老化了的HP8566A，8566B和8568A、8568B频谱仪的显示器问题，同

时TEP开始提供HP/Atilent的步进衰减器的维修服务。2007年TEP设计和生产了另一个LCD显示器翻新工具，用

以支持HP/Agilent 8560系列的频谱仪。当年，TEP开始决定发挥自己的优势，为安捷伦的频谱仪，矢网和信号

源提供维修服务。TEP的维修部分在射频和微波测试领域已经被广泛认可其世界级水平。

2009年，TEP决定自己研发设计紧凑型，轻便的经济型频谱仪，目标是做到目前市场上其性价比无出其右。

USB-SA44B频谱仪在2010年2月份问世，让TEP实现了这个目标，也标志着Signal Hound的测试设备这个产品

线的诞生。2014年4月，TEP开始正式以Signal Hound名义独立运营测试设备研发设计生产。Signal Hound最

新的革命性产品是BB60C，发布于2014年6月，其前身是备受市场好评的实时频谱分析仪-BB60A。